第13章分析化学中的分离与富集方法

元素的分离与富集，而且方法简单、快速。如果萃取的组分是
有色化合物，便可直接进行比色测定，称为萃取比色法。这种
方法具有较高的灵敏度和选择性。
一、分配系数、分配比 和萃取效率，分离因数
1、萃取过程的本质

根据相似相溶规则，将物质由亲水性转化
为疏水性。

极性化合物易溶于极性的溶剂中，而非极
性化合物易溶于非极性的溶剂中，这一规律称为

无机化合物在水溶液中受水分子极性的作用，
电离成为带电荷的亲水性离子，并进一步结合成为水
合离子，而易溶于水中。如果要从水溶液中萃取水合
离子，显然是比较困难的。为了从水溶液中萃取某种
金属离子，就必须设法脱去水合离子周围的水分子，
并中和所带的电荷，使之变成极性很弱的可溶于有机
溶剂的化合物，就是说将亲水性的离子变成疏水性的
共沉淀剂还有丹宁、动物胶，可以共沉淀钨、银、钼、
硅等含氧酸。
2、利用形成离子缔合物
有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作 为裁体，能同另一种组成相似的由痕量元素和有机沉 淀剂形成的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如 在含有痕量Zn2+的弱酸性溶液中，加入NH4SCN和甲基 紫，甲基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子R+，其 共沉淀反应为：
1、氢氧化物沉淀分离法
见书368-369页
2、NaOH溶液

见书369-370页
3、氨和氯化铵缓冲溶液

见书370页
4、硫化物沉淀分离法

见书370-371页
四、有机沉淀剂沉淀分离法

有机共沉淀剂具有较高的选择性，得到的沉
淀较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留
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下待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性，
13-1 沉淀分离法
一、常量组分的沉淀分离
沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰离子分离 的一种方法。它是在试液中加入适当的沉淀剂，并控制反应条 件，使待测组分沉淀出来，或者将干扰组分沉淀除取，从而达 到分离的目的。在定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分 而不适合于微量组分的分离。
二、微量组分的共沉淀分离和富集
化合物。为此，常加入某种试剂使之与被萃取的金属
离子作用，生成一种不带电荷的易溶于有机溶剂的分
子，然后用有机溶剂萃取。例如Ni2+在水溶液中是亲水
性的，以水合离子Ni(H2O)62+的状态存在。如果在氨性 溶液中，加人丁二酮肟试剂，生成疏水性的丁二酮肟
镍螯合物分子，它不带电荷并由硫水基团取许代了水
“相似相溶原则”。例如I2是一种非极性化合物、 CCl4是非极性溶剂，水是极性溶剂，所以I2易溶于 CCl4而难溶于水。当用等体积的CCl4从I2的水溶液 中提取I2时，萃取百分率可达98.8％。又如用水可 以从丙醇和溴丙烷的混合液，萃取极性的丙醇。常
用的非极性溶剂有：酮类、醚类、苯、CCl4和CHCl3
在重量分析中由于共沉淀现象的产生，造成沉淀不纯，影 响分析结果的准确度。因此共沉淀现象对于重量分析是一种不 利因素。但在分离方法中，反而能利用共沉淀的产生将微量组 分富集起来，变不利因素为有利因素。例如测定水中的痕量铅 时，由于Pb2+浓度太低、无法直接测定，加入沉淀剂也沉淀不出 来。如果加入适量的Ca2+之后，再加入沉淀剂Na2CO3，生成CaCO3 沉淀，则痕量的Pb2+也同时共沉淀下来。这里所产生的CaCO3称 为载体或共沉淀剂。
3、利用惰性共沉淀剂
加入一种裁体直接与被共沉淀物 质形成固溶体而沉淀下来。例如痕量的 Ni2+与丁二酮肟镍螯合物分散在溶液中， 不生成沉淀，加入丁二酮肟二烷酯的酒 精溶液时，则析出丁二酮肟二烷酯，丁 二酮肟镍便被共沉淀下来。这里裁体与 丁二酮肟及螯合物不发生反应，实质上 是“固体苯取”作用，则丁二酮肟二烷 酯称为“惰性共沉淀剂”。
13-2 溶剂萃取分离法

萃取分离法包括液相-液相、固相-液相和气相-液相
等几种方法，但应用最广泛的为液-液萃取分离法(亦称溶剂萃
取分离法)。该法常用一种与水不相溶的有机溶剂与试液一起混
合振荡，然后搁置分层，这时便有一种或几种组分转入有机相
中，而另一些组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。

溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适用于痕量
三、无机沉淀剂沉淀分离法
无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀 剂对痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为 了增大吸附作用，应选择总表面积大的胶状沉淀作为 裁体。例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A13+、 Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、 V(V)等离子；以Al(OH)3作裁体可以共沉淀微量的Fe3+、 TiO2+和U(VI)等离子；还常以MnO(OH)2为载体富集Sb3+， 以CuS为载体富集Hg2+等。根据形成混晶作用选择载体 时，要求痕量元素与载体的离子半径尽可能接近，形 成的晶格应相同。例如以BaSO4作载体共沉淀Ra2+，以 SrSO4作载体共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4作载体共沉淀 AsO 3-等，都是以此为依据的。
第13章分析化学中的分离与富 集方法
如果在分离时，是为了将物质与物质分离开来。 则希望两者分离得越完全越好，其分离效果可用分离 因离越量数好组的S。分完B的对/全A表分常程示析量度。，组。一分在般的S分B要分/离A求析=过RS，程BB/一/中AR=般A，1要0S-求B6式/左AS中越右B/：A小。≤，1S0B分/-A3离表；效示对果分痕
R+ + SCN- ＝RSCN↓(形成裁体)
Zn2+ + SCN- ＝Zn(SCN)42 2R+ + Zn(SCN)42+ ＝R2Zn(SCN)4（形成缔合物）

生成的R2Zn(SCN)4便与RSCN共同沉淀下来。
沉淀经过洗涤、灰化之后，即可将痕量的Zn2+富集在
沉淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。
因而它的实际应用和发展，受到了人们的注意和重视。
利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分
为三种类型。
1、利用胶体的凝聚作用

例如H2WO4在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体，
不易凝聚，当加入有机共沉淀剂辛可宁，它在溶液中
形成带正电荷的大分子，能与带负电荷的钨酸胶体共
同凝聚而析出，可以富集微量的钨。常用的这类有机